Дискретных устройств

Задачи и последовательность синтеза комбинационных

Синтез комбинационных дискретных устройств

Синтез дискретных устройств

Основной задачей синтеза как комбинационных ДУ, так и ДУ с памятью является создание ДУ, удовлетворяющего заданным условиям работы.

Помимо выполнения заданных условий работы, ДУ должно отвечать ряду дополнительных требований:

= содержать минимальное число элементов (бесконтактных логических элементов или реле и их исполнительных органов - контактов).

= удовлетворять заданным требованиям по надежности, технологичности, удобству контроля и т.д.

Существующие методы синтеза позволяют получить ДУ, отвечающие заданным условиям работы и содержащие минимальное (или близкое к минимальному) число логических элементов или обмоток и контактов реле. Выполнения остальных требований добиваются уже после получения структуры проектируемого ДУ специальными методами.

Синтез дискретных устройств можно условно разбить на следующие этапы:

1) Абстрактный синтез дискретных устройств, целью которого является переход от словесной формулировки условий работы ДУ к формализованной записи условий возникновения сигналов на выходах ДУ и возбуждения каждого элемента памяти (для контактных ДУ – условий работы каждого промежуточного и исполнительного элементов), в форме СДНФ, символической форме (в виде набора рабочих, запрещенных и условных состояний) или в виде таблиц состояний и таблиц переходов-выходов.

На этапе абстрактного синтеза решается задача минимизации числа элементов памяти (промежуточных элементов).

Вопросы технической реализации во внимание не принимаются.

2) Структурный синтез, целью которого является переход от формализованной записи условий появления сигналов на выходах и условий возбуждения элементов памяти (условий работы промежуточных и исполнительных элементов) к структурной (функциональной) схеме проектируемого ДУ.

При структурном синтезе осуществляется минимизация числа переменных логических функций, описывающих работу ДУ. Учитываются требования технической реализации и решается задача минимизации количества бесконтактных логических элементов и контактов реле.

3) Физический синтез, заключающийся в переходе от структурной (функциональной) схемы проектируемого ДУ к принципиальной схеме, которая изображается с соблюдением требований ЕСКД.

На этом этапе выбираются типы бесконтактных логических элементов или реле, группы контактов и конкретные модификации элементов, обеспечиваются требования надежности, технологичности и пр.

Иногда этап физического синтеза называют этапом технического проектирования, а этапы абстрактного и структурного синтеза – этапом логического проектирования (синтеза).

Задача логического синтеза комбинационного ДУ заключается в построении структуры дискретного устройства, реализующего заданные условия работы с использованием заданной системы элементов.

Так как комбинационные ДУ на имеют элементов памяти, то в результате их синтеза необходимо установить однозначное соответствие между комбинациями входных и выходных сигналов, причем это соответствие должно быть обеспечено с помощью минимального количества переменных (логических элементов, контактов).

Абстрактный синтез комбинационных ДУ преследует цель перехода от словесной формулировки условий работы к СДНФ логической функции, реализуемой данным дискретным устройством, или к СДНФ логических функций, описывающих сигнал на каждом выходе ДУ.

На этапе структурного синтеза производится минимизация полученной системы логических функций выходов ДУ.

В результате получают минимизированные аналитические выражения, описывающие условия работы ДУ в форме ДНФ и являющиеся исходными для построения структуры ДУ.

Описанные этапы – от словесной формулировки до получения ДНФ условий работы – являются общими как для контактных, так и для бесконтактных дискретных устройств. Эти этапы в математическом плане эквивалентны задаче представления заданной системы логических функций в минимальной форме.

Дальнейшая задача построения структуры ДУ по полученным минимизированным ДНФ условий работы для контактных и бесконтактных ДУ имеет свои особенности, которые будут рассмотрены ниже.